JPH0817256B2 - レーザ発振器のモード調整装置 - Google Patents
レーザ発振器のモード調整装置Info
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- JPH0817256B2 JPH0817256B2 JP63081360A JP8136088A JPH0817256B2 JP H0817256 B2 JPH0817256 B2 JP H0817256B2 JP 63081360 A JP63081360 A JP 63081360A JP 8136088 A JP8136088 A JP 8136088A JP H0817256 B2 JPH0817256 B2 JP H0817256B2
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- Japan
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- mode
- laser
- fitting
- laser oscillator
- optical axis
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08018—Mode suppression
- H01S3/0804—Transverse or lateral modes
- H01S3/0805—Transverse or lateral modes by apertures, e.g. pin-holes or knife-edges
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザ発振器のモード調整装置に関するも
のである。
のである。
［従来の技術］ 第５図は例えは、特開昭59−135786号公報に開示され
た従来のレーザ発振器のモード切換装置の一例を示す説
明図である。図に示すように、約50〜150Torrの圧力下
で、CO2を含むレーザ媒質ガスが電極（1a），（1b）で
形成する放電励起空間に流されている。Ｘ方向は共振光
軸方向で、この共振光軸Ｘ上には部分反射鏡（２）及び
全反射鏡（３）が設けられ、部分反射鏡（２）側よりレ
ーザ光出力が取り出されるようになっている。なお、Ｙ
方向はレーザ媒質ガスが流れる方向、Ｚ方向は放電方向
である。さらに、共振光軸Ｘ上には、レーザ発振のモー
ド（レーザ光ビームの進行方向に直角な断面における光
強度分布）を調整するアバーチャ（開口制限金具）と呼
ばれるモード切換金具（４）が設けられ、このモード切
換金具（４）の開口部の大きさにより、レーザ発振のモ
ード及びレーザ出力が大きく変化するようになってい
る。
た従来のレーザ発振器のモード切換装置の一例を示す説
明図である。図に示すように、約50〜150Torrの圧力下
で、CO2を含むレーザ媒質ガスが電極（1a），（1b）で
形成する放電励起空間に流されている。Ｘ方向は共振光
軸方向で、この共振光軸Ｘ上には部分反射鏡（２）及び
全反射鏡（３）が設けられ、部分反射鏡（２）側よりレ
ーザ光出力が取り出されるようになっている。なお、Ｙ
方向はレーザ媒質ガスが流れる方向、Ｚ方向は放電方向
である。さらに、共振光軸Ｘ上には、レーザ発振のモー
ド（レーザ光ビームの進行方向に直角な断面における光
強度分布）を調整するアバーチャ（開口制限金具）と呼
ばれるモード切換金具（４）が設けられ、このモード切
換金具（４）の開口部の大きさにより、レーザ発振のモ
ード及びレーザ出力が大きく変化するようになってい
る。
このようなモード切換金具（４）の開口部の大きさを
変化させるには、共振光軸Ｘの回転平面内に軸をもつ複
数の孔を備えたモード切換金具（４）を光共振器の共振
光軸Ｘと直角方向の軸を中心として回転可能に支承し、
レーザ発振のモードを段階的に切換える形式のものや、
平板状に複数の穴を有するモード切換金具（４）を共振
光軸Ｘと直角方向に動作させてモードを切換える形式の
ものなどがある。
変化させるには、共振光軸Ｘの回転平面内に軸をもつ複
数の孔を備えたモード切換金具（４）を光共振器の共振
光軸Ｘと直角方向の軸を中心として回転可能に支承し、
レーザ発振のモードを段階的に切換える形式のものや、
平板状に複数の穴を有するモード切換金具（４）を共振
光軸Ｘと直角方向に動作させてモードを切換える形式の
ものなどがある。
［発明が解決しようとする課題］ 上記のように構成した従来のレーザ発振器のモード切
換装置によれば、レーザ発振中には連続してモードを切
換えることはできず、また無段階にモードを切換えるこ
ともできなかった。従って、モードの切換数を増すと装
置が大型化し、またモードの自動制御化も困難である等
の問題があった。
換装置によれば、レーザ発振中には連続してモードを切
換えることはできず、また無段階にモードを切換えるこ
ともできなかった。従って、モードの切換数を増すと装
置が大型化し、またモードの自動制御化も困難である等
の問題があった。
本発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、レーザ発振中にも連続してかつ無段階にレー
ザ発振モードを調整でき、そのうえコンパクトできわめ
て制御性の良いレーザ発振器のモード調整装置を得るこ
とを目的とする。
たもので、レーザ発振中にも連続してかつ無段階にレー
ザ発振モードを調整でき、そのうえコンパクトできわめ
て制御性の良いレーザ発振器のモード調整装置を得るこ
とを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達成するためになされたもの
で、レーザ発振器の光共振器を構成する反射鏡間におい
て光路径を調整することによって、レーザ発振のモード
を調整するレーザ発振器のモード調整装置において、共
振光軸上に単一の開口部を有し、該開口縁部の肉厚が該
モード調整金具の外周部の肉厚よりも薄く設定されたモ
ード調整金具と、該モード調整金具を前記共振光軸と直
交する軸線を中心として回動するモード調整金具回動機
構とを備えたものである。
で、レーザ発振器の光共振器を構成する反射鏡間におい
て光路径を調整することによって、レーザ発振のモード
を調整するレーザ発振器のモード調整装置において、共
振光軸上に単一の開口部を有し、該開口縁部の肉厚が該
モード調整金具の外周部の肉厚よりも薄く設定されたモ
ード調整金具と、該モード調整金具を前記共振光軸と直
交する軸線を中心として回動するモード調整金具回動機
構とを備えたものである。
［作用］ モード調整金具回動機構がモード調整金具を回動する
とモード調整金具の開口部における共振光軸方向の投影
面積が変化する。これによって、レーザ発振の共振範囲
が変化し、レーザ発振のモードを連続的に調整すること
ができる。
とモード調整金具の開口部における共振光軸方向の投影
面積が変化する。これによって、レーザ発振の共振範囲
が変化し、レーザ発振のモードを連続的に調整すること
ができる。
［発明の実施例］ 第１図は本発明の実施例を示す説明図である。なお、
第５図と同一又は相当部分には同じ記号を付し、説明を
省略する。（10）は部分反射鏡（２）と全反射鏡（３）
との間の共振光軸Ｘ上に設けられたモード調整金具で、
本実施例では電極（1a），（1b）をはさんだ両側の２個
所に設けられている。（11）はモード調整金具（10）の
中央部に設けられた円形の開口部、（12）はモード調整
金具（10）に取り付けられたカップリング、（13）はモ
ード調整金具（10）の開口部（11）を共振光軸Ｘと直交
する軸のまわりイ方向に回転、傾斜させるため、カップ
リング（12）を介してモード調整金具（10）に連結され
た駆動モータである。
第５図と同一又は相当部分には同じ記号を付し、説明を
省略する。（10）は部分反射鏡（２）と全反射鏡（３）
との間の共振光軸Ｘ上に設けられたモード調整金具で、
本実施例では電極（1a），（1b）をはさんだ両側の２個
所に設けられている。（11）はモード調整金具（10）の
中央部に設けられた円形の開口部、（12）はモード調整
金具（10）に取り付けられたカップリング、（13）はモ
ード調整金具（10）の開口部（11）を共振光軸Ｘと直交
する軸のまわりイ方向に回転、傾斜させるため、カップ
リング（12）を介してモード調整金具（10）に連結され
た駆動モータである。
第２図及び第３図はそれぞれ本発明実施例の要部拡大
断面図及びその縦断面図である。（14）はモード調整金
具（10）の保持体、（15a），（15b）はモード調整金具
（10）を支承するベアリング、（16）はＯリング、（17
a），（17b）はモード調整金具（10）に設けられた冷却
水路、（18a），（18b）は冷却水路（17a），（17b）に
冷却水を供給し排出する冷却水出入口である。
断面図及びその縦断面図である。（14）はモード調整金
具（10）の保持体、（15a），（15b）はモード調整金具
（10）を支承するベアリング、（16）はＯリング、（17
a），（17b）はモード調整金具（10）に設けられた冷却
水路、（18a），（18b）は冷却水路（17a），（17b）に
冷却水を供給し排出する冷却水出入口である。
上記のように構成した本発明の作用を説明すれば次の
通りである。
通りである。
モード調整金具（10）の開口部（11）は直径φａの円
形断面を有しており、回転角度θ＝０°のときには円形
断面は共振光軸Ｘと垂直になっている。いま、駆動モー
タ（13）を駆動してカップリング（12）を介してモード
調整金具（10）を例えばイ方向に回転させると、開口部
（11）の円形断面は、第３図に示すように当初の位置よ
りθだけ傾斜し、共振光軸Ｘ方向より見た開口部（11）
は楕円形状となる。したがって、回転角θの増加に伴っ
て共振光軸Ｘ方向の開口部（11）の投影面積は減少して
共振範囲が制限されるため、レーザ発振モードを変化さ
せることができる。
形断面を有しており、回転角度θ＝０°のときには円形
断面は共振光軸Ｘと垂直になっている。いま、駆動モー
タ（13）を駆動してカップリング（12）を介してモード
調整金具（10）を例えばイ方向に回転させると、開口部
（11）の円形断面は、第３図に示すように当初の位置よ
りθだけ傾斜し、共振光軸Ｘ方向より見た開口部（11）
は楕円形状となる。したがって、回転角θの増加に伴っ
て共振光軸Ｘ方向の開口部（11）の投影面積は減少して
共振範囲が制限されるため、レーザ発振モードを変化さ
せることができる。
以下にCO2レーザ発振器に用いたレーザ加工装置によ
りパルスレーザによる紙の開孔実験を行った結果につい
て説明する。一般にレーザ加工では、レーザ発振器から
出力されたレーザビームを集光レンズで集光させたのち
被加工物に照射して加工を行うが、上記開孔の要求仕様
は、開孔巾を0.05〜0.2mmまで可能とし、かつ加工速度
はある一定以上の速度が要求された。この場合、レーザ
発振モードをシングルモード（TEM00）に固定すると、
焦点位置で最少の開孔巾0.05mmが得られた。また、最大
の開孔巾0.2mmを得るため照射位置を変更してエネルギ
ー密度を変えるデイフォーカスを行ったところ、加工速
度が低下した。一方、レーザ発振モードをマルチモード
（TEM01）に固定すると、集光特性が悪いため開孔巾0.2
mmは容易かつ早い速度で加工できたが、最少の開孔巾0.
05mmを得ることはできなかった。また、従来装置では0.
05〜0.2mmの中間の開孔巾を容易に得ることができなか
った。
りパルスレーザによる紙の開孔実験を行った結果につい
て説明する。一般にレーザ加工では、レーザ発振器から
出力されたレーザビームを集光レンズで集光させたのち
被加工物に照射して加工を行うが、上記開孔の要求仕様
は、開孔巾を0.05〜0.2mmまで可能とし、かつ加工速度
はある一定以上の速度が要求された。この場合、レーザ
発振モードをシングルモード（TEM00）に固定すると、
焦点位置で最少の開孔巾0.05mmが得られた。また、最大
の開孔巾0.2mmを得るため照射位置を変更してエネルギ
ー密度を変えるデイフォーカスを行ったところ、加工速
度が低下した。一方、レーザ発振モードをマルチモード
（TEM01）に固定すると、集光特性が悪いため開孔巾0.2
mmは容易かつ早い速度で加工できたが、最少の開孔巾0.
05mmを得ることはできなかった。また、従来装置では0.
05〜0.2mmの中間の開孔巾を容易に得ることができなか
った。
しかしながら、本発明に係るモード調整装置を使用し
た場合には、モード調整金具の回転角θを変化させるこ
とにより、第４図に示すモードNo.1〜No.2の間で、レー
ザ発振モードとレーザ出力を任意に変化させることがで
きることがわかった。
た場合には、モード調整金具の回転角θを変化させるこ
とにより、第４図に示すモードNo.1〜No.2の間で、レー
ザ発振モードとレーザ出力を任意に変化させることがで
きることがわかった。
本発明に係るモード調整装置は、モード調整金具を必
要とし、その開口部の寸法を変化させたときにレーザ発
振モードが変化するCO2レーザ発振器でガス流方向と共
振光軸が直交する形式の直交型CO2発振器に実施して特
に有効である。
要とし、その開口部の寸法を変化させたときにレーザ発
振モードが変化するCO2レーザ発振器でガス流方向と共
振光軸が直交する形式の直交型CO2発振器に実施して特
に有効である。
また、このモード調整金具は、円形開口部を有し、共
振光軸上に２個所設けて互いに直交する軸を中心に連動
して傾動するようにすると、モードの調整精度が向上す
る。
振光軸上に２個所設けて互いに直交する軸を中心に連動
して傾動するようにすると、モードの調整精度が向上す
る。
なお、モード調整金具の開口部は、アルミニウム合金
にアルマイト（Al2O3）メッキしたレーザ光吸収材料で
製作してもよい。この場合は、共振を制限された光を吸
収して発熱した熱を直接的または間接的に水冷却すると
ともに、カップリングを介して直結されたステッピング
モータまたはシンクロナスモータにより回転、傾斜動作
するようにすると、モード調整時の安定性及び精度が大
きく向上する。
にアルマイト（Al2O3）メッキしたレーザ光吸収材料で
製作してもよい。この場合は、共振を制限された光を吸
収して発熱した熱を直接的または間接的に水冷却すると
ともに、カップリングを介して直結されたステッピング
モータまたはシンクロナスモータにより回転、傾斜動作
するようにすると、モード調整時の安定性及び精度が大
きく向上する。
さらに、本発明に係るモード調整装置によれば、モー
ド調整金具の傾斜動作を外部信号に同期して行わせるこ
とにより、レーザモードの自動調整、制御を容易に行う
ことができる。
ド調整金具の傾斜動作を外部信号に同期して行わせるこ
とにより、レーザモードの自動調整、制御を容易に行う
ことができる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明においては、モード調整金
具の開口部における共振光軸方向の投影面を変化させて
レーザ発振のモードを調整するようにしたので、レーザ
発振中にも連続して、かつ無段階にレーザ発振モードを
調整でき、そのうえコンパクトかつ高精度できわめて制
御性の良い安価な装置が得られる効果がある。
具の開口部における共振光軸方向の投影面を変化させて
レーザ発振のモードを調整するようにしたので、レーザ
発振中にも連続して、かつ無段階にレーザ発振モードを
調整でき、そのうえコンパクトかつ高精度できわめて制
御性の良い安価な装置が得られる効果がある。
第１図は本発明の実施例を示す説明図、第２図、第３図
はそれぞれ本発明実施例の要部拡大断面図及びその縦断
面図、第４図は本発明に係る装置のレーザ発振モードと
レーザ出力との関係を示す説明図、第５図は従来のレー
ザ発振器のモード切換装置の一例を示す説明図である。 （２）…部分反射鏡、（３）…全反射鏡、（10）…モー
ド調整金具、（11）開口部、Ｘ…共振光軸。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。
はそれぞれ本発明実施例の要部拡大断面図及びその縦断
面図、第４図は本発明に係る装置のレーザ発振モードと
レーザ出力との関係を示す説明図、第５図は従来のレー
ザ発振器のモード切換装置の一例を示す説明図である。 （２）…部分反射鏡、（３）…全反射鏡、（10）…モー
ド調整金具、（11）開口部、Ｘ…共振光軸。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。
Claims (1)
- 【請求項１】レーザ発振器の光共振器を構成する反射鏡
間において光路径を調整することによって、レーザ発振
のモードを調整するレーザ発振器のモード調整装置にお
いて、 共振光軸上に単一の開口部を有し、該開口縁部の肉厚が
該モード調整金具の外周部の肉厚よりも薄く設定された
モード調整金具と、 該モード調整金具を前記共振光軸と直交する軸線を中心
として回動するモード調整金具回動機構とを備えたこと
を特徴とするレーザ発振器のモード調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63081360A JPH0817256B2 (ja) | 1988-04-04 | 1988-04-04 | レーザ発振器のモード調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63081360A JPH0817256B2 (ja) | 1988-04-04 | 1988-04-04 | レーザ発振器のモード調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01253977A JPH01253977A (ja) | 1989-10-11 |
| JPH0817256B2 true JPH0817256B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=13744175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63081360A Expired - Lifetime JPH0817256B2 (ja) | 1988-04-04 | 1988-04-04 | レーザ発振器のモード調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817256B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8901198B2 (en) | 2010-11-05 | 2014-12-02 | Ppg Industries Ohio, Inc. | UV-curable coating compositions, multi-component composite coatings, and related coated substrates |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE478454T1 (de) * | 2000-08-31 | 2010-09-15 | Trumpf Laser & Systemtechnik | Gaslaser |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59135786A (ja) * | 1983-01-25 | 1984-08-04 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ発振器のモ−ド切換装置 |
| JPS60160189A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | Mochida Pharmaceut Co Ltd | モ−ド切換型レ−ザ発振管 |
-
1988
- 1988-04-04 JP JP63081360A patent/JPH0817256B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8901198B2 (en) | 2010-11-05 | 2014-12-02 | Ppg Industries Ohio, Inc. | UV-curable coating compositions, multi-component composite coatings, and related coated substrates |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01253977A (ja) | 1989-10-11 |
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